高中物理牛顿运动定律题20套(带答案)文档格式.doc

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两者达相同速度时长木板还没有碰竖直挡板

（2）长木板碰竖直挡板后,小滑块和长木板水平方向动量守恒：

最终两者的共同速度：

小滑块和长木板相对静止时，小滑块距长木板左端的距离：

2．地震发生后，需要向灾区运送大量救灾物资，在物资转运过程中大量使用了如图所示的传送带已知某传送带与水平面成角，皮带的AB部分长，皮带以恒定的速率按图示方向传送，若在B端无初速度地放置一个质量的救灾物资可视为质点，P与皮带之间的动摩擦因数取，，求：

物资P从B端开始运动时的加速度．

物资P到达A端时的动能．

【答案】物资P从B端开始运动时的加速度是物资P到达A端时的动能是900J．

【分析】

（1）选取物体P为研究的对象，对P进行受力分析，求得合外力，然后根据牛顿第三定律即可求出加速度；

（2）物体p从B到A的过程中，重力和摩擦力做功，可以使用动能定律求得物资P到达A端时的动能，也可以使用运动学的公式求出速度，然后求动能．

（1）P刚放上B点时，受到沿传送带向下的滑动摩擦力的作用，；

其加速度为：

（2）解法一：

P达到与传送带有相同速度的位移

以后物资P受到沿传送带向上的滑动摩擦力作用

根据动能定理：

到A端时的动能

解法二：

以后物资P受到沿传送带向上的滑动摩擦力作用，

P的加速度

后段运动有：

，

到达A端的速度

动能

【点睛】

传送带问题中，需要注意的是传送带的速度与物体受到之间的关系，当二者速度相等时，即保持相对静止属于中档题目．

3．我国科技已经开启“人工智能”时代，“人工智能”已经走进千家万户．某天，东东呼叫了外卖，外卖小哥把货物送到他家阳台正下方的平地上，东东操控小型无人机带动货物，由静止开始竖直向上做匀加速直线运动，一段时间后，货物又匀速上升53s，最后再匀减速1s恰好到达他家阳台且速度为零．货物上升过程中，遥控器上显示无人机在加速、匀速、减速过程中对货物的作用力F1、F2和F3大小分别为20.8N、20.4N和18.4N，货物受到的阻力恒为其重力的0.02倍．g取10m/s2．计算：

（1）货物的质量m；

（2）货物上升过程中的最大动能Ekm及东东家阳台距地面的高度h．

（1）m＝2kg

（2）h＝56m

（1）在货物匀速上升的过程中

由平衡条件得

其中

解得

（2）设整个过程中的最大速度为v，在货物匀减速运动阶段

由牛顿运动定律得

由运动学公式得

最大动能

减速阶段的位移

匀速阶段的位移

加速阶段，由牛顿运动定律得，由运动学公式得，解得

阳台距地面的高度

4．某种弹射装置的示意图如图所示，光滑的水平导轨MN右端N处于倾斜传送带理想连接，传送带长度L=15.0m，皮带以恒定速率v=5m/s顺时针转动，三个质量均为m=1.0kg的滑块A、B、C置于水平导轨上，B、C之间有一段轻弹簧刚好处于原长，滑块B与轻弹簧连接，C未连接弹簧，B、C处于静止状态且离N点足够远，现让滑块A以初速度v0=6m/s沿B、C连线方向向B运动，A与B碰撞后粘合在一起．碰撞时间极短，滑块C脱离弹簧后滑上倾角θ=37°

的传送带，并从顶端沿传送带方向滑出斜抛落至地面上，已知滑块C与传送带之间的动摩擦因数μ=0.8，重力加速度g=10m/s2，sin37°

=0.6，cos37°

=0.8．

（1）滑块A、B碰撞时损失的机械能；

（2）滑块C在传送带上因摩擦产生的热量Q；

（3）若每次实验开始时滑块A的初速度v0大小不相同，要使滑块C滑离传送带后总能落至地面上的同一位置，则v0的取值范围是什么？

（结果可用根号表示）

（1）

（2）（3）

试题分析：

（1）A、B碰撞过程水平方向的动量守恒，由此求出二者的共同速度；

由功能关系即可求出损失的机械能；

（2）A、B碰撞后与C作用的过程中ABC组成的系统动量守恒，应用动量守恒定律与能量守恒定律可以求出C与AB分开后的速度，C在传送带上做匀加速直线运动，由牛顿第二定律求出加速度，然后应用匀变速直线运动规律求出C相对于传送带运动时的相对位移，由功能关系即可求出摩擦产生的热量．（3）应用动量守恒定律、能量守恒定律与运动学公式可以求出滑块A的最大速度和最小速度．

（1）A与B位于光滑的水平面上，系统在水平方向的动量守恒，设A与B碰撞后共同速度为，选取向右为正方向，对A、B有：

碰撞时损失机械能

（2）设A、B碰撞后，弹簧第一次恢复原长时AB的速度为，C的速度为

由动量守恒得：

由机械能守恒得：

C以滑上传送带，假设匀加速的直线运动位移为x时与传送带共速

由牛顿第二定律得：

由速度位移公式得：

联立解得：

x=11.25m＜L

加速运动的时间为t，有：

所以相对位移

代入数据得：

摩擦生热

（3）设A的最大速度为，滑块C与弹簧分离时C的速度为，AB的速度为，则C在传送带上一直做加速度为的匀减速直线运动直到P点与传送带共速

则有：

根据牛顿第二定律得：

设A的最小速度为，滑块C与弹簧分离时C的速度为，AB的速度为，则C在传送带上一直做加速度为的匀加速直线运动直到P点与传送带共速

对A、B、C和弹簧组成的系统从AB碰撞后到弹簧第一次恢复原长的过程中

系统动量守恒，则有：

同理得：

所以

5．5s后系统动量守恒，最终达到相同速度v′，则

解得v′=0.6m/s，

即物块和木板最终以0.6m/s的速度匀速运动.

（3）物块先相对木板向右运动，此过程中物块的加速度为a1，木板的加速度为a2，经t1时间物块和木板具有相同的速度v′′，

对物块受力分析：

对木板：

由运动公式：

此过程中物块相对木板前进的距离：

解得s=0.5m；

t1后物块相对木板向左运动，这再经t2时间滑落，此过程中板的加速度a3，物块的加速度仍为a1，对木板：

解得

故经过时间物块滑落.

6．一长木板静止在水平地面上，木板长，小茗同学站在木板的左端，也处于静止状态，现小茗开始向右做匀加速运动，经过2s小茗从木板上离开，离开木板时小茗的速度为v=4m/s，已知木板质量M=20kg，小茗质量m=50kg，g取10m/s2，求木板与地面之间的动摩擦因数（结果保留两位有效数字）．

【答案】0.13

对人分析，由速度公式求得加速度，由牛顿第二定律求人受到木板的摩擦力大小；

由运动学的公式求出长木板的加速度，由牛顿第二定律求木板与地面之间的摩擦力大小和木板与地面之间的动摩擦因数．

对人进行分析，由速度时间公式：

v=a1t

代入数据解得：

a1=2m/s2

在2s内人的位移为：

x1＝

x1=4m

由于x1=4m＜5m，可知该过程中木板的位移：

x2=l-x1=5-4=1m

x2＝

可得：

a2=0.5m/s2

对木板进行分析，根据牛顿第二定律：

f-μ（M+m）g=Ma2

根据牛顿第二定律，板对人的摩擦力f=ma1

f=100N

μ＝．

本题主要考查了相对运动问题，应用牛顿第二定律和运动学公式，再结合位移间的关系即可解题．本题也可以根据动量定理解答．

7．我国科技已经开启“人工智能”时代，“人工智能”己经走进千家万户．某天，小陈叫了外卖，外卖小哥把货物送到他家阳台正下方的平地上，小陈操控小型无人机带动货物，由静止开始竖直向上做匀加速直线运动，一段时间后，货物又匀速上升53s，最后再匀减速1s恰好到达他家阳台且速度为零．货物上升过程中，遥控器上显示无人机在上升过程的最大速度为1m/s，高度为56m．货物质量为2kg，受到的阻力恒为其重力的0.02倍，重力加速度大小g=10m/s2．求

（1）无人机匀加速上升的高度；

（2）上升过程中，无人机对货物的最大作用力．

（1）2.5m；

（2）20.8N

（1）无人机匀速上升的高度：

h2＝vt2

无人机匀减速上升的高度：

h3＝t3

无人机匀加速上升的高度：

h1＝h－h2－h3

h1＝2.5m

（2）货物匀加速上升过程：

v2＝2ah1

货物匀加速上升的过程中，无人机对货物的作用力最大，由牛顿运动定律得：

F－mg－0.02mg＝ma

F＝20.8N

8．如图所示，一个质量m＝2kg的滑块在倾角为θ＝37°

的固定斜面上，受到一个大小为40N的水平推力F作用，以v0＝20m/s的速度沿斜面匀速上滑．（sin37°

＝0.6，取g＝10m/s2）

（1）求滑块与斜面间的动摩擦因数；

（2）若滑块运动到A点时立即撤去推力F，求这以后滑块再返回A点经过的时间．

（1）0.5；

（2）

（1）滑块在水平推力作用下沿斜面向上匀速运动时，合力为零，则有

Fcos37°

=mgsin37°

+μ（mgcos37°

+Fsin37°

）

代入解得，μ=0.5

（2）撤去F后，滑块上滑过程：

mgsin37°

+μmgcos37°

=ma1，

得，a1=g（sin37°

+μcos37°

上滑的时间为

上滑的位移为

滑块下滑过程：

-μmgcos37°

=ma2，

得，a2=g（sin37°

-μcos37°

由于下滑与上滑的位移大小相等，则有x=a2t22

解得，

故t=t1+t2=（2+）s

本题分析滑块的受力情况和运动情况是关键，由牛顿第二定律和运动学公式结合是处理动力学问题的基本方法．

9．如图所示为一升降机由静止开始下降过程中的速度图像，升降机及其载重总质量为2.0t．

（1）由图象判断出升降机在哪段时间内出现超重、失重现象；

（2）分别求出第2S内、第5S内、第7S内悬挂升降机的钢索的拉力大小.（g取10m/s2）

（1）6s－8s超重；

0—2s失重

（2）2.8×

104N

当物体对接触面的压力大于物体的真实重力时，就说物体处于超重状态，此时有向上的加速度；

当物体对接触面的压力小于物体的真实重力时，就说物体处于失重状态，此时有向下的加速度；

速度时间图象的斜率表示加速度，根据牛顿第二定律求出各段时间内悬挂升降机的钢索的拉力大小．

（1）由速度时间图象可知，0-2s内，升降机向下做匀加速运动，加速度向下，处于失重状态，6s-8s内升降机减速下降，加速度方向向上，处于超重状态．

（2）由加速度定义：

根据图象得0～2s